水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，提出一种水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜及其制备方法。该方法通过将水滑石包覆碳纳米管分散液与季铵化聚合物溶液混合得到铸膜液，经溶液浇铸得到复合碱性聚电解质膜。一方面，层片状水滑石包覆在碳纳米管表面所形成的多级结构能促进碳纳米管在基体中的分散，显著增加基体的机械性能；另一方面，具有氢氧根离子交换能力的水滑石包覆层还能在复合膜中形成新的氢氧根离子传输位点，提高复合膜的离子电导率。本发明专利技术的滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜制备工艺简单、综合性能优异，有望在碱性聚电解质燃料电池领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜及其制备方法
本专利技术涉及燃料电池
，具体而言，涉及一种水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜及其制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池发展较为成熟，但其强酸性环境使得电极催化剂以铂等贵金属为主，高昂的成本和材料稀缺等因素限制了质子交换膜燃料电池的广泛应用。鉴于此，不依赖贵金属催化剂且具有较快电极反应动力学的碱性聚电解质燃料电池成为了该领域研究的新热点。作为其中的核心部件，碱性聚电解质起着传导氢氧根离子以及分隔燃料和氧化剂的双重作用，高性能的碱性聚电解质应同时具有高的离子电导率以及机械性能，但目前尚无综合性能全面满足电池使用要求的商业化碱性聚电解质。因此，开发兼具高离子电导率和力学强度的碱性聚电解质对于碱性聚电解质燃料电池的发展至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜及其制备方法，制得的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜具有良好的机械性能和极高的电子导电率。本专利技术的实施例是这样实现的：一种水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其包括：将水滑石包覆碳纳米管分散在第一溶剂中，经分散均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，其包括：将水滑石包覆碳纳米管分散在第一溶剂中，经分散均匀后得到水滑石包覆碳纳米管分散液；将季铵化聚合物溶解于第二溶剂中，形成季铵化聚合物溶液；以及将所述水滑石包覆碳纳米管分散液与所述季铵化聚合物溶液混合，分散均匀后得铸膜液，经溶液浇铸后揭膜，将所述膜浸泡于含氢氧根离子的碱溶液中20～30h后取出。

【技术特征摘要】
1.一种水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，其包括：将水滑石包覆碳纳米管分散在第一溶剂中，经分散均匀后得到水滑石包覆碳纳米管分散液；将季铵化聚合物溶解于第二溶剂中，形成季铵化聚合物溶液；以及将所述水滑石包覆碳纳米管分散液与所述季铵化聚合物溶液混合，分散均匀后得铸膜液，经溶液浇铸后揭膜，将所述膜浸泡于含氢氧根离子的碱溶液中20～30h后取出。2.根据权利要求1所述的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，所述水滑石包覆碳纳米管与所述第一溶剂的用量比为1mg/1mL～1mg/10mL。3.根据权利要求1所述的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，所述季铵化聚合物溶液的浓度为2wt％～20wt％，优选为2wt％～15wt％，更优选为2wt％～10wt％。4.根据权利要求1所述的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂和所述第二溶剂分别选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和1wt％的醋酸水溶液中的任一种。5.根据权利要求1所述的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，所述含氢氧根离子的碱溶液选自KOH和NaOH中的至少一者，所述含氢氧根离子的碱溶液的浓度为0.5～2mol/L，优选为0.5～1.5mol/L，更优选为0.5～1mol/L。6.根据权利要求1所述的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在于，所述的季铵化聚合物为季铵化聚苯醚、季铵化聚砜、季铵化壳聚糖中的任一种；优选地，所述季铵化聚合物的季铵化取代度为20％～50％。7.根据权利要求1所述的水滑石包覆碳纳米管复合碱性聚电解质膜的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚春丽，文胜，刘海，汪广进，张丙清，汪杰，程凡，舒红辉，郑根稳，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42